Характеристики и параметры LED светодиодов I LEDOKS светодиодное освещение

        Светодиод (LED)- полупроводниковый элемент, при подаче напряжения постоянного тока на электроды светодиода создается свечение.  В современном мире светодиоды используются практически во всех осветительных приборах в качестве основного источника освещения либо в качестве подсветки.

        Светодиодное свечение впервые упомянуто в 1907году.  Генри Раунд английский ученый обратил внимания, что при прохождении электричества через соединения разных металлов вызывают разное свечение. В дальнейшем такое явление получило название  электролюминесценция.

        Через некоторое время в 1923 году ученый Олег Лосев обнаружил свечения на месте контакта барбета кремния и стальной проволоки. Олег Лосев установил и объяснил закономерность. Электролюминесценция наблюдается на границе соприкосновения разнородных материалов.

        В 1961 году американские ученые Байрад Д.Р. и Питтман Г. Изобрели технологию выпуска светодиодов из арсенида калия. В 1962 году начался промышленный выпуск. Красный светодиод был открыт в 1962году. В 1971 году изобрели синий цвет свечения. В 1972 году появился желтый светодиод.

        Ученые физики совершенствовали технологии источника Led освещения, в результате проделанной работы появились SMD-диоды и многокристальные COB-диоды.

        DIP- цилиндрические элементы, слабо мощные световые показатели. Имеет пару кристаллов зафиксированных на катоде. От кристалла отходит проволока, служит соединением полупроводника с анодом. Поверх led-элемент закрыт водонепроницаемой линзой. Корпус имеет форму цилиндра выпускают из эпоксидной смолы. Сборка осуществляется с помощью пайки. Пиранья-устойчив на своем месте, практически не греется, четырех контактный DIP.

        SMD 3528 – один из первых светодиодов, вышедший в середине 2000-х годов, сперва предназначался для подсветки ЖК- матриц. По примеру SMD 3528 были скопированные методы из подсветки ЖК- матриц в иллюминации.

        Светодиода SMD 3528 содержит только один кристалл, стабильное свечение белого светодиода находится в пределах от 2. 8 до 3.5В. На корпусе находится 2 вывода. Недостаток заключается в том, что он греется из особенности строения светодиода. Достоинством типоразмера 3528 приемлемая цена, это связано с тем что производственные линии давно окупили свои затраты. Светодиод на сегодняшний день немного устарел по сравнению с другими SMD, светоотдача составляет порядка 70 лм/Вт. SMD 3528 на сегодняшний день широко используют для производства светодиодной ленты. Для мощных осветительных приборах такой тип светодиода не подойдет.

        SMD5050 – Габариты 5×5 мм, установлено 3 кристалла. На корпусе установлено шесть выводов, у каждого светодиода своя пара выводов. Производят белые или монохромные светодиоды, RGB. Белые и монохромные подключаются последовательно, стабильное свечение светодиодов возможно при напряжении от 8.4В до 11.5В. Данные светодиоды при напряжении 12В имеют рез каждый светодиод, по сравнению SMD 3528 кратность реза каждые 3 светодиода. Теплоотдача происходит за счет обтекаемой формы корпуса и на плату которая выступает в роли радиатора, отводящее тепло.

        SMD2835 – Параметры светодиода 2,8х3,5х0,8 мм. Сплошь и рядом эксплуатируются для изготовления светодиодных лент и ретрофитов, светильников. Возник такой светодиод в 2011 году.  Корпус имеет контактные площадки большего размера, тем самым позволяет эффективно отводить тепло на алюминиевый радиатор платы. Пределы мощности составляют от 0.2 вт до 1вт.  SMD 2835 имеет один кристалл, также для мощных светодиодных лент производят с тремя кристаллами, соединены последовательно, при этом напряжение должно быть 9-10 В.

        SMD5630 – Параметры 5,6х3,0х0,77 мм. Светодиод средней мощности, имеют два одинаковых кристалла, мощность варьируется от 0.3вт до 1Вт выдает 158Люмен. Оснащен четырьмя выводами. Люминофор наносится почти на всю внешнюю поверхность, тем самым достигается мягкий ровный свет. Присутствие специальной дополнительной площадки для теплоотвода.

        Применяется один чип, а контактных площадок четыре.  SMD 5630 широко используются в лампах-ретрофитах и типа «кукуруза», где светодиоды устанавливаются на поверхности корпуса лампы.

        SMD5730 – является практически полным аналогом предыдущей модели. Встречаются модификации 5730-05 и 5730-1. Светоотдача 100-130 Люмен /Вт.

        SMD3014 – Создается с 2013 года, разработан для смены люминесцентных ламп Т5 на светодиодные ретрофиты.  Обладает светоотдачей 100-140 лм/Вт. В дальнейшем производство SMD3014 было признано экономически нецелесообразным.  Светодиод включает один или два кристалла, соединены последовательно. Рабочее напряжение 3 или 6 В зависимости от количества кристаллов. На плате металлические площадки по которым проводится питание светодиода, занимают значительную часть основания. SMD 3014 самый маленький размер светодиода, мощность не превышает 0.1Вт. Данный SMD возможно устанавливать с малым шагом.

        СОВ – плоский SMD. Современное создание. На алюминиевой основе большое количество кристаллов приклеенное не токопроводящим клеем. Кристаллы подключённые друг с другом по последовательно-параллельной схеме. В верхней части все покрывается люминофором. Тип led не имеет сложности в монтаже. Излучает ровный, яркий без искажений свет. Подключаются светодиоды несколькими способами.  Самым не сложным способом подключения светодиодов в сеть совместно с резисторами, если это необходимо.  При подключении соблюдайте полярность.  Существуют разные варианты соединения: последовательное и параллельное.

        Последовательное подключение светодиодов происходит один за другим, при этом суммируется общее число светодиодов, для получения необходимого количества для работы при определенном напряжении. Например, для работы в сети 12в постоянного тока необходимо 4 светодиода по 3Вт каждый. При этом нужно учитывать мощность каждого светодиода, суммировать эту мощность и рассчитывать блок питания для этой цепи с 20% запасом мощности.

        При параллельном подключении каждый светодиод подключается к блоку питания не зависимо друг от друга. При этом так же нужно суммировать мощность каждого светодиода при выборе блока питания. Преимуществом параллельного подключения является то, что при выходе из строя одного светодиода все остальные продолжают работать. Чего невозможно достичь при последовательном подключении.

        Параллельно-последовательное соединение рассмотрим на примере подключения светодиодных модулях в сборке по 20шт. Сама сборка подключена последовательно (20 шт.). А несколько сборок подключается к блоку питания параллельно.

Характеристики светодиодов

Виды и характеристики светодиодов.

Светоизлучающие диоды различают по конструкции корпуса:

1. DIP – маломощные индикаторные цилиндрические элементы. Востребованы для подсветок экранов, индикации, световых гирлянд.
2. «Пиранья» — четырехконтактный DIP. Они крепче держатся на своем месте и меньше греются. Востребованы в автомобильной промышленности для подсветок.
3. SMD – внешне выглядит, как параллелепипед. За счет своей надежности и универсальности востребованы во многих отраслях светотехнической промышленности.
4. PCB Star светодиоды. Разновидность SMD.
5. СОВ – плоский SMD. Новейший тип.

Независимо от исполнения корпуса выделяют светодиоды:

1. Двухцветные. Они излучают одновременно два цвета. Обладают тремя контактами, один из которых общий.
2. Полноцветные RGB (красный-зеленый-синий). Изготавливаются из трех полупроводниковых кристаллов под общей линзой, обладают четырьмя электродами. По одному выводу для каждого полупроводникового элемента и один общий вывод. В SMD у прибора будет шесть выводов.

Пропорциональное смешение цветов дает всевозможные оттенки света. Например, при включении на 100% красного и зеленого получится желтый.

1. Адресные светодиоды − разновидность полноцветных. Отличаются от обычных RGB тем, что включаются по собственному индивидуальному коду. Востребован в лентах, где на адресном светодиоде можно задать неповторяющийся цветовой оттенок. При этом led-диод обладает собственным адресом, на который поступают команды от специального управляющего драйвера. Управление цветами происходит через микрочипы, которые встраиваются рядом с адресными светодиодами.
2. Сверхмощные (сверхяркие) светодиоды – элементы мощностью выше 1 Вт с силой тока от 300 мА. (Мощность обычных светодиодов измеряется чаще всего в милливаттах). Такие устройства светят очень ярким светом. Используются в фонариках, фарах, прожекторах и т.п.

Также led-элементы подразделяются на:

1. Индикаторные — маломощные.
2. Осветительные — приборы большой мощности.
3. Инфракрасные – излучают невидимый человеческому глазу инфракрасный спектр.

Инфракрасные диоды. Благодаря специально подобранным материалам проводников они испускают невидимые глазу инфракрасные лучи. Они безвредны для живых существ, но заметны для электронных систем регистрации. Востребованы во многих технических устройствах  и станках во всевозможных отраслях промышленности.

Индикаторные led-диоды. Выступают в роли индикаторов для техники,  подсветок дисплеев и т.п. Их делят по типу используемых полупроводников на:

• двойные – светят зеленым и оранжевым;
• тройные – светят желтым и оранжевым;
• тройные – светят красным и желто-зеленым.

Независимо от вида светодиоды характеризуются некоторыми параметрами.

Цвет излучения. Обусловлен химическим составом полупроводников. Некоторые вещества и соответствующие им цвета обозначены в таблице.

Яркость. Она пропорциональна силе тока, текущей сквозь элемент. Среди led-диоды, которые светят белым светом, выделяют яркие (20-25 милликандел) и сверхяркие (свыше 20 тысяч милликандел).

Сила тока. Светодиоды весьма чувствительны к силе тока. При превышении ее значения выше номинального led может перегореть. Поэтому не рекомендуется превышать максимальный прямой ток элемента. Точные значения для конкретного светодиода приводятся в техническом описании.

Падение напряжения. Характеризует допустимую разницу между величинами входного и выходящего напряжения. У значения напряжения для светодиодов есть максимальное значение, превышение которого приведет к поломке led. Значения указываются в техническом описании.

Полярность. Поскольку ток в светодиоде течет только от p -слоя к n -слою, для предотвращения поломок стоит полярность. Обычно ее определяют по внешнему виду, маркировке или особым пометкам на корпусе. (Подробнее смотрите в статье «определение полярности»). Также узнать полярность можно из технической документации.

Угол рассеивания света. Определяется формой линзы, конструкцией кристалла и от используемых для изготовления кристалла веществ. Может меняться от 15 до 180 градусов.

Классификация светодиодов по их области применения

Элементы led-освещения различаются по области их применения. Основные типы светодиодов: индикаторные и осветительные. Устройства не одинаковы, каждые имеют свои отличительные особенности и технические параметры.

Индикаторные светодиоды

Первый LED-светильник появился в середине прошлого века. Прибор имел тусклое красноватое свечение, небольшую энергетическую эффективность. Несмотря на недостатки, разработки в данном направлении были продолжены. Спустя 20 лет появились варианты с желтым и зеленым оттенком. К началу 90-х сила светового потока достигла 1 Люмена. К началу 2000-х значение достигло уровня 100 Люменов.

В 1993 году японские инженеры представили светодиод синего цвета. Свет устройства стал значительно ярче предшественников. С этого момента на рынке стали появляться устройства с разным свечением – сочетание синего, зеленого, желтого и красного позволяют создавать любой цвет и оттенок.

Осветительные светодиоды

Первые модели с низкой светимостью (DIP) были пригодны для индикаторной работы (например, в темноте виден выключатель – горит небольшой красный светодиод). Современные устройства позволяют освещать значительные площади – бытовые и промышленные помещения. Мощность светодиода выросла – LED-прибор для фонарика с показателем 3Вт аналогичен лампе накаливания на 25-30Вт. Потребление электроэнергии меньше примерно в 10 раз.

Такие светодиоды получили название осветительные благодаря основной области применения. Используются в лентах, фарах, лампах, других изделиях. Изготавливаются в отдельных корпусах, которые допускают поверхностный монтаж.

Основное отличие – выдают только белый свет холодного или теплого оттенков. Классификация:

• SMD – популярны модели с рассеивающим элементом на 100-130°; подложка для лампы из меди или алюминия, не нагреваются;
• СОВ – более мощные, сверхъяркие, состоят из множества небольших кристаллов, угол рассеивания значительный;
• Filament – обладают самым низким КПД (в сравнении с SMD), часто используются как декоративные элементы, изготавливаются различных размеров и форм.

Исходя из назначения и параметров помещения, выбирают оптимальный вариант. Характеристики осветительных устройств указаны на упаковке и в технической документации.

Что такое светодиод и его принцип работы

Светодиод (СД, LED) представляет собой обычный полупроводниковый диод, изготовленный на основе кристаллов:

• арсенида галлия, фосфида индия или селенида цинка – для излучателей оптического диапазона;
• нитрида галлия – для приборов ультрафиолетового участка;
• сульфида свинца – для элементов, излучающих в инфракрасном диапазоне.

Выбор данных материалов обусловлен тем, что p-n переход диодов, изготовленных из них, при приложении прямого напряжения излучает свет. У обычных диодов из кремния или германия такое свойство выражено очень слабо – свечение практически отсутствует.

Излучение светодиода не связано со степенью нагрева полупроводникового элемента, его вызывает переход электронов с одного энергетического уровня на другой при рекомбинации носителей зарядов (электронов и дырок). Свет, испускаемый в результате, является монохроматическим.

Особенностью такого излучения является очень узкий спектр, и выделить нужный цвет светофильтрами затруднительно. А некоторые цвета свечения (белый, синий) при таком принципе изготовления недостижимы. Поэтому в настоящее время распространена технология, при которой внешняя поверхность светодиода покрывается люминофором, а его свечение инициируется излучением p-n перехода (которое может быть видимым или лежать в УФ-диапазоне).

Какие бывают светодиоды

Рассмотрим классификацию приборов LED в зависимости от их назначения, и технических хаpaктеристик.

Свойства и параметры индикаторных моделей

Индикаторные светодиоды могут иметь диаметр: 3, 5, 10 или 8 мм. Их напряжение варьируется от 2,5 до 5 Вольт. При этом они потрeбляют электрического тока от 10 до 25 миллиампер. Средняя яркость такого диода – всего от 100 до 1000 милликанделл. Данные приборы обладают круглыми или прямоугольными линзами.

Осветительные диоды

Активнее всего диоды применяются в освещении. Осветительные диоды изготавливаются, путем покрытия синего светодиода слоем люминофора. Светодиоды COB представляют собой подложку с расположенными на ней полупроводниками. Кристаллы при этом залиты люминофором нужных цветов. Плотность размещенных кристаллов обеспечивает повышенную яркость излучаемого света.

Ток светодиода. Как делают светодиоды

Светодиоды – это кристаллы, выращенные или наращенные из химических элементов на основе полупроводников. Они помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус. Технологии изготовления светодиодов разнятся в зависимости от вида светодиода. Изготавливают светодиоды с добавлением различных химических элементов. Среди них полупроводники и не полупроводниковые металлы и их соединения. А также легирующие, то есть придающие составу определенные характеристики, примеси.

Изготовление светодиодов

Процесс изготовления светодиодов выглядит, примерно, следующим образом:

Пластины, служащие в качестве подложки будущих кристаллов светодиодов, помещают в специальную герметичную камеру. Такие пластины изготавливают из удобных для наращивания светодиодов материалов. Например, из искусственного сапфира, у которого подходящая для этого кристаллическая решетка. Прежде всего камеру заполняют смесью газообразных химических веществ на основе полупроводников и легирующих добавок. Затем внутренность такой камеры начинают нагревать. В процессе этого нагрева химические элементы, находящиеся до этого в газообразном состоянии, осаждаются на пластинах.

Процесс длится несколько часов. В итоге на подложке наращивается несколько десятков слоев общей толщиной лишь несколько микрон. Отличие в толщине пластины до и после наращивания не различимо на глаз.

Затем с помощью трафарета на пластину напыляются золотые контакты. После чего ее разрезают на мельчайшие части. Каждая такая часть – это отдельный кристалл светодиода со своими контактами. Размеры ее очень малы. По крайней мере, разглядеть ее в деталях можно лишь под микроскопом.

На следующем этапе готовые кристаллы вставляют в корпус. После того, по необходимости покрывают слоем люминофора. Тип корпуса и количество кристаллов зависят от того, где и как данный светодиод будет использоваться.

Все светодиоды отличаются друг от друга как отпечатки пальцев. То есть нет двух идентичных по своим характеристикам светодиодов. Потому на следующем этапе и происходит сортировка светодиодов по двум-трем сотням параметров. Чтобы отобрать наиболее близкие друг другу по мощности, цветовой температуре и другим характеристикам светодиоды.

В конце концов светодиоды проверяют на работоспособность на испытательных стендах. И лишь затем из них изготавливают светодиодные лампы, ленты или используют в других сферах применения.

Параметры качественного светодиодного фонаря

На сегодняшний день на рынке можно приобрести большое количество и обычных фонарей, но их активно вытесняют светодиодные. Произошло это в первую очередь из-за того, что последние дают намного более яркий свет.

Для того чтобы правильно подобрать светодиоды для фонариков, характеристики которых весьма разнообразны, необходимо при выборе учесть все основные требования покупателя

То, на что нужно обратить внимание – это тип луча, он может быть широким или узким. Какому виду отдать предпочтение, зависит от будущего применения. К примеру, чтобы можно было видеть предметы на расстоянии 30 метров, лучше подобрать фонарик с широким лучом, а модели с узким могут хорошо подсветить удаленные объекты

Чаще всего такое освещение имеют тактические приборы, которыми пользуются туристы, охотники и велосипедисты

К примеру, чтобы можно было видеть предметы на расстоянии 30 метров, лучше подобрать фонарик с широким лучом, а модели с узким могут хорошо подсветить удаленные объекты. Чаще всего такое освещение имеют тактические приборы, которыми пользуются туристы, охотники и велосипедисты.

Еще одним важным фактором, влияющим на работу фонаря, является тип его питания. Для самых простых бытовых приборов используются обыкновенные батарейки типа АА или ААА, но для сильных и мощных устройств такого объема будет недостаточно. В этом случае необходимо воспользоваться литий-ионными аккумуляторами, которые могут работать беспрерывно в течение 5 часов.

Стоит обратить свое внимание и на светодиоды для фонариков, характеристики яркости которых отличаются между собой не более чем на 40%. Гарантией качества выбранных устройств служит наличие маркировки. В случаи ее отсутствия можно говорить о несертифицированном изделии, чаще всего китайского производства

В случаи ее отсутствия можно говорить о несертифицированном изделии, чаще всего китайского производства.

Краткая характеристика ленты SMD 5050

Элементы этой ленты, как видно из маркировки, величиной 5.0 х 5.0 миллиметров. Прародителем этого светодиода стал диод 3528. В зависимости от цвета интервал светового потока 2–8 лм. Потребители на таких полосах светодиодов SMD разделяются по влагозащищенности, имея маркировки: IP 20 – покрытие из полиуретана, или IP 65 – из силикона. IP 20 нужно устанавливать лишь в закрытых помещениях, в то время как IP 65 не боятся влаги, и разместить их можно даже на улице. В своем составе такие элементы имеют три разных или одинаковых по цвету кристалла. Подключение контроллера к многоцветному варианту исполнения 5050 позволяет получить освещение самых разных цветов. Среди основных характеристик данных светодиодов 5050 можно назвать:

1. прозрачный и очень жесткий материал из полиуретана;
2. эти элементы качественно пропаяны;
3. плотность диодов – 60 шт/м;
4. питание от 12 или 24 В.

По сравнению с прародителем – SMD 3528 – характеристики практически те же, с той лишь разницей, что «потомок» получился крупнее, мощнее и ярче.

Принцип работы светодиодов

Любой светодиод имеет p-n-переход. Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в электронно-дырочном переходе. P-n переход создается при соединении двух полупроводников разного типа электропроводности. Материал n-типа легируется электронами, p-типа – дырками.

При подаче напряжения электроны и дырки в p-n-переходе начинают перемещаться и занимать места. Когда носители заряда подходят к электронно-дырочному переходу, электроны помещаются в материал p-типа. В результате перехода электронов с одного энергетического уровня на другой выделяются фотоны.

Не всякий p-n переход может излучать свет. Для пропускания света нужно соблюсти два условия:

ширина запрещенной зоны должна быть близка к энергии кванта света;

полупроводниковый кристалл должен иметь минимум дефектов.

Реализовать подобное в структуре с одним p-n-переходом не получится. По этой причине создаются многослойные структуры из нескольких полупроводников, которые называются гетероструктурами.

Для создания светодиодов используются прямозонные проводники с разрешенным прямым оптическим переходом зона-зона. Наиболее распространенные материалы группы А3В5 (арсенид галлия, фосфид индия), А2В4 (теллурид кадмия, селенид цинка).

Цвет светоизлучающего диода зависит от ширины запрещенной зоны, в которой происходит рекомбинация электронов и дырок. Чем больше ширина запрещенной зоны и выше энергия квантов, тем ближе к синему излучаемый свет. Путем изменения состава можно добиться свечения в широком оптическом диапазоне – от ультрафиолета до среднего инфракрасного излучения.

Светодиоды инфракрасного, красного и желтого цветов изготавливаются на основе фосфида галлия, зеленый, синий и фиолетовый – на основе нитридов галлия.

Проводники

Вторую важную роль играют тонкие проводники, которыми подключён кристалл к питанию. В хороших  они сделаны из золота и 2 штуки на каждый контакт, в сумме их должно быть 4. Для удешевления цены их  количество уменьшают до 1шт из золота. В самых дешевых ставят медный проводник, или позолоченную медь, чтобы не отличалось от золота.

Поэтому дешевый проводник работает на пределе, не имея запаса по силе тока. Особенно эта проблема проявляется в автомобильных светодиодных лампах. В бортовой сети авто могут быть скачки до 30 вольт. Качественный диод без проблем переносит скачки, работает долго. У дешевого перегорает проводник, а кристалл остаётся целым. Им даже стабилизатор тока для светодиодов плохо помогает, из-за наличия других недостатков.

RGB на 10W и 20W

Различия по мощности

Многие из вас знают, что есть SMD3528, SMD2835 , SMD5050 , SMD5630 , SM5730 , SMD4014, SMD7014 и считают характеристики всех диодов с таким названием одинаковыми. Эти числа обозначают только размер корпуса и никак не характеризуют электрические параметры.

Мы считаем общепринятыми технические характеристики этих светодиодов, сделанными крупными всемирно известными производителями типа LG, Philips, Nichia. Они делают качественные LED и ставят хорошие  led чипы с высокой эффективностью.

Китайцы пользуются неграмотностью покупателей, которые считаю, что SMD5630 может быть только на 0,5W. В корпусе 5630 они производят диоды с самым дешевым и маломощным кристаллом на 0,1W.

Разное количество проводников 2 и 4

Сравнение на примере SMD5630

Используя эту таблицу, мы можете посчитать, как лампочка у вас окупаться во время использования. Денежку и выгоду вы умеете считать не хуже меня. При одинаковом световом потоке, светодиодная лампа на LED LG для дома будет в 2 раза экономичней, и прослужит в 5-10 раз дольше. Проще говоря, фирменная заменит как минимум 10 китайских.

Каким образом подключаются светодиоды: некоторые схемы

Основное правило при подключении, это наличие сопротивления. Его задача – не дать, при скачке напряжения, увеличенной силе тока спалить световой диод. Но его необходимо правильно высчитать. Сейчас попробуем понять, как это сделать.

Рассчитываем номинал сопротивления для светодиода

Для правильного расчета сопротивления для светодиода нам понадобится следующая формула:

R=(Uпит-Uпад)/I, где R – необходимое нам сопротивление; Uпит – входное напряжение; Uпад – номинальное напряжение светодиода и I – ток светодиода. Однако стоит помнить, что характеристики светодиода 3 Вт одного производителя могут не совпасть с параметрами идентичного, но изготовленного другой фирмой.

Прожектор на светодиодах с датчиком движения – удобно и экономично

Если же нет желания производить самостоятельно все вычисления, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Подключение светодиода к сети 220 В: схемы и правила

Здесь необходим обычный диод перед источником света. Это значит, что можно, высчитав необходимое количество светодиодов и соединив их последовательно, включить в цепь перед первым из них диод VD1 1N4001. Этого будет вполне достаточно, чтобы избежать обратного пробоя. Однако о сопротивлениях перед каждым из светодиодов забывать нельзя.

Прекрасные ночники на светодиодах для дома

Статья по теме:

Параллельное и последовательное подключение – в чем разница

Последовательное подключение применяется для компенсации высокого напряжения. Иными словами, если у нас 2 лампы на 127 В, а напряжение в сети 220, мы можем соединить их последовательно, и они будут прекрасно работать. Если же их соединить в параллель, то они просто взорвутся.

На схеме это выглядит так. При последовательном подключении светодиодов анод одного из них соединен с катодом другого. Такая цепь продолжается до тех пор, пока суммарное напряжение светодиодов не совпадет или не приблизится вплотную к напряжению сети.

При параллельном соединении все аноды соединяются между собой, как и катоды.

Статья по теме:

Как подключить светодиоды к 12 В

Здесь принципиальных различий с подключением светодиодов к сети в 220 В нет. Разница лишь в количестве элементов и расчетах их сопротивлений. Но 12 В все же безопаснее. А значит, если у начинающего мастера нет опыта в подобных делах, лучше потренироваться на подключении светодиодов на 12 В.

Светодиоды на 12 В, как и лента, питаются через такой блок-стабилизатор

Статья по теме:

Технические характеристики

Корпус полупроводников изготавливается из пластика, стойкого к тепловому воздействию, а кристалл – из нитридов галлия или индия. Приборы этой серии могут оснащаться кристаллами с белым, красным, зеленым, синим, реже с желтым цветами свечения. Для защиты от внешнего воздействия кристалл залит прозрачным компаундом. Нередко в компаунд добавляется люминофор.

Корпус прибора имеет размеры 3.5 х 2.8 мм (отсюда и наименование). Остальные габариты smd 3528 приведены на рисунке ниже.

Внутренняя схема источника света довольно проста – кристалл подключен к двум монтажным площадкам, расположенным на корпусе, которые одновременно являются радиаторами охлаждения.

Электрические характеристики SMD 3528, в частности рабочее напряжение и создаваемый световой поток, зависят от материала, из которого изготовлен кристалл, и цвета свечения. Обратимся к datasheet и для начала рассмотрим общие электрические характеристики сверхъярких светодиодов SMD 3528.

 Основные максимально допустимые параметры SMD 3528:

1. Мощность рассеяния кристаллом, мВт – 150.
2. Прямой ток, мА – 50.
3. Импульсный (не более 0.1 мс) ток, мА – 200.
4. Обратное напряжение, В – 5.
5. Температура эксплуатации, °С – -40…+90.
6. Температура пайки:
   • феном – 240 °С/10 сек;
   • паяльником – 350 °С/10 сек.

А теперь взглянем на характеристики светодиодов различного цвета свечения.

Основные характеристики для красных

Параметр	Обозначение	Состояние	Значение
минимальное	типовое	максимальное
Напряжение на кристалле, В	VF	при прямом токе 20 мА	1. 7		2.4
Обратный ток, мА	IR	при обратном напряжении 5 В			5
Длина волны, нм	WLD	при прямом токе 20 мА	620		635
Сила света, мкд	IV	при прямом токе 20 мА	200		500
Угол рассеивания, градусов	Deg	при прямом токе 20 мА		120

Основные характеристики для желтых

Основные характеристики для зеленых

Параметр	Обозначение	Состояние	Значение
минимальное	типовое	максимальное
Напряжение на кристалле, В	VF	при прямом токе 20 мА	2. 8		3.6
Обратный ток, мА	IR	при обратном напряжении 5 В			5
Длина волны, нм	WLD	при прямом токе 20 мА	515		530
Сила света, мкд	IV	при прямом токе 20 мА	400		2 000
Угол рассеивания, градусов	Deg	при прямом токе 20 мА		120

Основные характеристики для синих

Чем 3528 отличается от 5050, 2835 и других светодиодов?

Светодиод 3528 был разработан довольно давно и на сегодняшний день считается слегка устаревшим. В чем его отличие от более «молодых» собратьев? Для начала сравним его с SMD 2835, имеющим те же размеры – 3.5 х 28 мм.

Несмотря на одинаковые размеры отличить их несложно. Во-первых, у 2835 больше светоизлучающая поверхность, а значит, и больший угол рассеяния. Во-вторых, у него больше контактные площадки, а это обеспечивает лучший теплоотвод и позволяет установить кристалл большей мощности и повышенной яркости, чем производители и воспользовались. Типовая мощность  3528 составляет 0.06-0.08 Вт, тогда как у 2835 этот показатель примерно в 3 раза выше. Так же разнятся и создаваемые ими световые потоки.

Полезно! Если SMD 3528 годятся в основном лишь для подсветки, то 2835 можно использовать и для создания полноценных осветительных приборов.

Что касается серии 5050, то тут отличия более существенны. Во-первых, 5050 имеет несколько большие размеры – 5.0 х 5.0 мм. Но, главное, в одном корпусе производители установили три кристалла разного цвета свечения – красный, зеленый и синий. Именно поэтому такие светодиоды нередко называют RGB (не путать с RGB лентой!).

Во-первых, это существенно повышает светоотдачу, а, во-вторых, регулируя яркость свечения кристаллов, можно получить практически любой цвет, включая белый. Таким образом, при помощи серии 5050 можно не только организовать полноценное освещение любой цветовой температуры, но и использовать приборы для декоративной, в том числе динамичной, подсветки, меняя яркость свечения кристаллов вручную или при помощи специальных контроллеров.

Но не все светодиоды 5050 RGB, есть и белые светодиоды, в этом случае устанавливаются 3 кристалла белого цвета.

Максимальная рабочая температура

Рабочая температура — одна из важнейших характеристик светодиода. При работе выделяется большое количество тепла, переизбыток которого может привести для начала к падению интенсивности светоизлучения, а в дальнейшем и к полной порче светодиода. Некоторые сверхяркие кристаллы способны разогреваться до температуры 150˚ С.

Производители ввели понятие «максимальная рабочая температура» для определения пределов температурного режима, в котором работа лед источника будет оптимальной. Значение допустимой температуры обозначаются в общих паспортных данных.

Для борьбы с избыточной температурой применяются алюминиевые и медные термоотводящие радиаторы. Маломощные SMD светодиоды монтируются на плату (подложку), которая также выступает и в роли охладителя. Для улучшенной теплоотдачи место соединения светодиода и радиатора смазывается термопастой.

Характеристики светодиодов

Для того чтобы произвести оценку всего многообразия существующих типов твердотельных источников света попробуем сравнить характеристики светодиодов различного назначения.

Общие характеристики, которые можно применить при оценке параметров любых светоизлучающих диодов – это спектр излучения, показатели световой мощности (сила света либо световой поток), вольтамперная характеристика, электрическая мощность светодиода.

Вольтамперная характеристика всех диодов в той или иной мере идентична по своей форме, отличия состоят только в конкретных величинах токов и напряжений, поэтому на ней заострять внимание не будем.

Стандартные индикаторные светодиоды в круглых и овальных корпусах имеют мощности порядка 20-50 мВт и различный спектр излучения, определяющийся типом используемого полупроводника для его изготовления. Типовым представителем таких светодиодов может служить круглый 5 мм  АЛ307 отечественного производства.

Его технические параметры приведены в таблице ниже.

Поскольку светодиоды индикаторного типа имеют узкий угол свечения, то для оценки используется такой параметр излучения как сила света, измеряющийся в милликанделах [мкд]. АЛ307 имеет по три градации яркости для каждого цвета. Спектр представлен четырьмя цветами.

Светодиоды в корпусах типа «пиранья» позволяют получать большие мощности за счет сниженного теплового сопротивления и отвода тепла на плату сразу через четыре вывода. Корпус «пиранья» также обрел популярность благодаря повышенной механической устойчивости – светодиоды «пиранья» с успехом применяются для изготовления автомобильного света. Практически все крупные производители имеют в своей номенклатуре семейство светодиодов в корпусе «пиранья».

Такие светодиоды обычно называются ультраяркими или сверхяркими. Основные технические параметры светодиодов «пиранья» производства американской компании CREE  приведены в таблице.

Угол свечения может быть 40˚, 70˚ или 100˚ в зависимости от модификации, определить которую поможет data sheet производителя.

Корпус «пиранья» позволяет отводить до 200 мВт мощности.

Длина волны, которая приведена в таблице для каждого цвета свечения является доминантной для данного типа светодиода. В действительности же спектр излучения, например, красного светодиода может находиться в диапазоне от 620 до 637 нм.

«Пиранья» может быть и белого свечения. Белые светодиоды изготавливаются путем нанесения желтого люминофора на синий кристалл.

Следующую группу – SMD 5050 – можно отнести уже к категории мощных светодиодов. Как видно из названия это светодиоды поверхностного монтажа с размерами 5×5 мм.

Наименование SMD 5050 – условное, поскольку различные производители дают свое обозначение данному классу светодиодов в соответствии со сложившейся системой. Максимальная мощность достигает одного ватта. На дне корпуса такого светодиода обычно располагается специальная площадка для отведения тепла, хотя в менее мощных модификациях она может и отсутствовать.

Светодиоды SMD 5050 обычно белого цвета свечения, т. к. предназначены для изготовления светильников. Они могут монтироваться как на стеклотекстолитовую, так и на алюминиевую печатную плату. Последняя используется для лучшего отвода тепла при больших мощностях.

Белый спектр излучения подобных светодиодов имеет различные цветовые оттенки. Для них вводится такая характеристика как «коррелированная цветовая температура», которая измеряется в Кельвинах [K].

Угол свечения у них составляет 115˚.

Ниже приведены основные характеристики светоизлучающих диодов CLN6A, как одного из лучших видов в этом классе (полный список возможных исполнений достаточно велик, поэтому приведены два типовых представителя).

Тип	Спектр излучения	Свет-й поток, лм		Номинальный ток, мА	Прямое падение напряжения, В
		Мин.	Макс.
CLN6A-WKW-CJ0L0153	Холодный белый 5500 К	60	101,8	300	3,8
CLN6A-MKW-CH0K0133	Теплый белый 3200 К	51	85,6

Как видно из таблицы спектр излучения влияет на величину светового потока – это правило для всех светодиодов белого свечения.

Для того чтобы точно определить характеристики белого светодиода необходимо знать его полное обозначение, поскольку в нем с помощью так называемых бинов зашифрованы все отличающиеся параметры. Например, светодиод XPEWHT может иметь бин по световому потоку Q5 (107 лм при токе 350 мА), а может R2 (114 лм) и R3 (122 лм). Ошибка или неполная маркировка при заказе может привести к «недостаче» люменов на 14% (если вместо R3 получим Q5). То же можно сказать про спектр излучения. Внимательно изучайте документацию производителя!

3-мм светодиод Технические характеристики и характеристики мощности

3-мм светодиод Технические и оптические характеристики

Светодиоды доступны в различных размерах и формах, включая 3-мм светодиод. У нас представлен широкий ассортимент наиболее распространенных моделей диаметром 3 мм, 5 мм, 8 мм и 10 мм.

Размер относится к внешнему диаметру светодиода. Светодиоды диаметром 3 мм являются самыми маленькими и используются в условиях плотного прилегания, а модели диаметром 8 мм и 10 мм используются там, где необходимо получить как можно больше света.

Сверхъяркие 3-мм светодиоды невероятно яркие, хорошо подходят для использования в ваших проектах, иллюминации, налобных фонарях, прожекторах, автомобильном освещении, моделях.

Светодиоды диаметром 3 мм можно использовать везде, где требуется маломощный, надежный высокоинтенсивный свет или индикация. Они легко вписываются в макет и добавят изюминку вашему проекту.

Как определить клеммы светодиода

Светодиод имеет положительный (анодный) и отрицательный (катодный) выводы. Схематическое обозначение светодиода похоже на диод, за исключением двух стрелок, направленных наружу. Анод (+) отмечен треугольником, а катод (-) отмечен линией.

Более длинный вывод светодиода обычно является положительным (анод), а более короткий — отрицательным (катод).

3mm LED Specifications

PURC0283-01	Super Bright Purple	Intensity: 160mcd Colour Freq: 390- 400 нм Угол обзора: 18º Объектив: Water Clear	Voltage: 3. 3v-3.6v Typical: 3.4v Current: 18mA
PNKC0283-01	Super Bright Pink	Интенсивность: 8,800 MCD Цветовой фрейк: 660-665NM Угол просмотра: 18º Лен взах: Чисти воды	Voltage: 3.2V-3.4V	: 3.2V-3.4V-3. Typical: 3.2v Current: 18mA
WC0283-01	Super Bright White	Intensity: 6,000mcd Colour Freq: 6000-6500 Угол обзора: 28º Объектив: Прозрачная вода	Напряжение: 2,6–2,9 В Типовое: 2,8 В 1 2 Ток:0067
WWC0283-02	Super Bright	Интенсивность: 55500MCD . Water Clear	Напряжение: 2,5V-2,9 В Типичный: 2,7 В Текущий: 18MA
BC0283-01	Интенсивность: 2000MCD Цветовой FREQ: 470-475NM Угол просмотра: 28º LENS: . Typical: 2.8v Current: 18mA
BF0993-02	Bright Blue (Frosted Lens)	Intensity: 1,800MCD Цветной FREQ: 460-465NM Угол просмотра: Диффузированный
GC0283-01	Super Bright Зеленый	Интенсивность: 3500MCD Color: 3500MCD . 0032 28º Lens: Water Clear	Voltage: 2.4v-2.7v Typical: 2.6v Current: 18mA
GF0993-02	Bright Green (Frosted Lens)	Intensity: 2,900mcd Colour Freq: 515-525nm Viewing Angle: Diffused Lens Lens: Frosted	Voltage: 2.2v-2.4v Typical: 2.3v Current: 18mA
YC0283-01	Super Bright Yellow	Intensity: 4500MCD Цвет Freq: 580-590NM Угол обзора: 18º Ленза: Water Clear	Напряжение: 1. 8V-2,0V Тип.0039 Current: 18mA
YF0993-02	Bright Yellow (Frosted Lens)	Intensity: 4,000mcd Colour Freq: 590-595nm Угол обзора: Рассеивающая линза Линза: Матовая	Напряжение: 1,9–2,1 В Типовое: 2,0 В Ток: 907 9 005 18 мА0413	RC0283-01	Super Bright Красный	Интенсивность: 4 500MCD ФРИВОВОЙ	Voltage: 1.6v-1.9v Typical: 1.8v Current: 18mA
RF0993-02	Bright Red (матовая линза)	Интенсивность: 3600MCD Цветовой частота: 620-628NM Угол просмотра: Diffused Lens 113. 10013.10013.1003.1003.1003.-

светоизлучающих диодов

светоизлучающих диодов

Адаптировано из Craford, Holonyak & Kish, «In Pursuit of Ultimate Lamp», Scientific American 284, февраль 2001 г., стр. 63. Свет может производиться и/или управляться электронным способом несколькими способами. В светоизлучающих диодах (LED) свет создается твердотельным процессом, называемым электролюминесценцией. При определенных условиях твердотельные источники света могут излучать когерентный свет, например лазерные диоды. Другие устройства, такие как жидкокристаллические устройства (ЖК-дисплеи), управляют подаваемым извне светом для формирования блоков отображения. Жидкокристаллические проекторы оказали большое влияние на публичное представление информации, вытеснив почтенные электронно-лучевые трубки. Другие технологии, такие как микрозеркальные устройства Texas Instruments, называемые «цифровыми световыми процессорами», а также различные плазменные дисплеи, начинают выходить на рынок дисплеев. Craford, et al. доказать, что светодиодное освещение делает большие успехи в мощности и эффективности и будет играть более важную роль в общем освещении. Некоторые типы служат 100 000 часов по сравнению с примерно 1000 часов для лампы накаливания. Теперь, когда синие светодиоды стали реальностью, можно производить светодиоды белого света путем объединения красных, зеленых и синих микросхем в одном устройстве. Эффективность устройства при преобразовании электроэнергии в видимый свет на рисунке называется «световой мощностью» и измеряется в люменах на ватт. Натриевые лампы низкого давления имеют очень высокую эффективность из-за преобладания d-линий натрия в отклике паров натрия. Как дань уважения прогрессу, достигнутому со светодиодами, один тип красного светодиода, тип перевернутой пирамиды, разработанный Hewlett-Packard, превысил эффективность «старого желтого», натриевого света.

Индекс Концепции электроники Концепции оптоэлектроники Ссылка Craford, et al.

Гиперфизика*****Электричество и магнетизм R Ступица

Назад

Одним из способов изготовления светодиода является нанесение трех полупроводниковых слоев на подложку. Между полупроводниковыми слоями p-типа и n-типа активная область излучает свет, когда электрон и дырка рекомбинируют. Если рассматривать комбинацию p-n как диод, то, когда диод смещен в прямом направлении, дырки из материала p-типа и электроны из материала n-типа направляются в активную область. Свет производится твердотельным процессом, называемым электролюминесценцией. В этой конкретной конструкции слои светодиода излучают свет по всему периметру многослойной структуры, а сама светодиодная структура помещена в крошечную отражающую чашу, так что свет от активного слоя будет отражаться в желаемом направлении выхода.

Указатель Концепции электроники Концепции светодиодов Ссылка Craford, et al.

Гиперфизика*****Электричество и магнетизм R Ступица

Назад

Когда светодиод смещен в прямом направлении до порога проводимости, его ток быстро увеличивается, и его необходимо контролировать, чтобы предотвратить разрушение устройства. Световой поток совершенно линейно пропорционален току в его активной области, поэтому световой поток можно точно модулировать для передачи неискаженного сигнала по оптоволоконному кабелю. Световой поток

Индекс Концепции электроники Концепции светодиодов

Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица 3 Назад Светодиод представляет собой направленный источник света с максимальной излучаемой мощностью в направлении, перпендикулярном излучающей поверхности. Типичная диаграмма направленности показывает, что большая часть энергии излучается в пределах 20° от направления максимального света. Некоторые пакеты для светодиодов включают в себя пластиковые линзы для рассеивания света для большего угла обзора. Index Electronics concepts LED concepts Reference Floyd, Electronic Devices   HyperPhysics*****Electricity and magnetism R Nave Назад Светодиоды производятся для полного видимого спектра, а также для инфракрасного и ультрафиолетового излучения. В приведенной ниже таблице из цитируемого справочника по светодиодам приведены диапазоны длин волн и используемые материалы. Цвета светодиодов ЦВЕТ Длина волны (нм) . Ультрафиолетовый 3.1-4.4 Нитрид алюминия (ALN) Алюминий нитрид галлия (AIGaN) Фиолетовый 400–450 2,8–4,0 Индий-галлиевый нитрид (InGaN) Синий 450-500 2,5-3,7 Индий-галлий нитрид (InGaN) 0 Зеленый 500-570 1,9-4,0 Фосфид галлия (GaP) 905sphide галлия Желтый 570-590 2.1-2.2 Арсенид галлия фосфид (GaP9) 9003фосфид галлия (GaAsP) 9003 Оранжевый 590-610 2,0-2,1 Арсенид галлия фосфид Красный 610-760 1,6-2,0 Арсенид алюминия-галлия (AIGaAs) Фосфид арсенида галлия (GaAP) Фосфид галлия (GaP) Инфракрасный >760 >1,9 Арсенид галлия (GaAs) Алюминий 90ALGa арсенид Индекс Концепции электроники Концепции светодиодов Светодиоды   Гиперфизика*****Электричество и магнетизм R Ступица вернуться назад Световые диоды: характеристики диода IV w3.org/1999/xhtml» cellspacing=»0″> Световые диоды Diode IV Характеристики Wenworth Institute Elec320-03 FALWORTH INSITUTE ELEC320-03 FALWORTH of ELEC320-03 FALWORTH of 4. Реферат             Для автоматического оценка слабого сигнала и его импеданса по нескольким светодиодам: красный, зеленый, желтый и синий. Введение             Светодиод или свет Излучающий диод представляет собой двухпроводный полупроводниковый источник света. Его способность активность основана на механике обычного диода. Когда нужная сумма напряжения, приложенного к выводам, электроны могут рекомбинировать с электронные дыры внутри устройства, и энергия высвобождается в виде фотоны. Этот эффект известен как электролюминесценция, а цвет света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника. IV характеристики светодиод зависит от выбранного цвета. Используя LabView, измерение ВАХ отображались на экране вместе с расчетами импеданс сигнала и dV/dI используемых устройств. Светодиоды изготовлены из различные неорганические полупроводниковые материалы. В следующей таблице показаны доступные цвета с диапазоном длин волн, падением напряжения и материалом: 1. 25В были подключены до конца резистора.         2. Другой конец резистор был подключен к земле.         3. Светодиод был прикреплен к макетной плате.         4. Между резистор и светодиод, был присоединен провод, который ведет к цифровому мультиметру. Процедура         1. Открыл «Диод. IV Curves» программа LabView, предоставленная профессором.         2. Используя программу, напряжение, проходящее через цепь, менялось от 0 В до 25 В, при этом 31 отдельные точки данных.         3. Свет был испущен от светодиода после определенного номинального напряжения, и поведение кривых были отмечены вниз.         4. Скриншоты графики были взяты.         5. Шаги 2 – 4 были повторяется для остальных цветов светодиодов. Всего было четыре цвета: красный, Синий, желтый и синий.   Results Figure 1: Red LED Current vs. Voltage Figure 2: Red LED Resistant vs. Voltage Sweep Figure 3: Зеленая светодиодная лампочка Ток в зависимости от напряжения Рисунок 4: Сопротивление зеленого светодиода в зависимости от напряжения Рис. Рис. 7. Ток синего светодиода в зависимости от напряжения Рис.0912 Таблица включения светодиодов Цвет Длина волны [нм] Падение напряжения [ΔV] Полупроводниковый материал Инфракрасный λ > 760 Δ В < 1,63 Галлий арсенид (GaAs) Алюминий арсенид галлия (AlGaAs) Красный 610 < λ < 760 1,63 < Δ В < 2,03 Алюминий арсенид галлия (AlGaAs) Галлий фосфид арсенида (GaAsP) Алюминий фосфид галлия-индия (AlGaInP) Галлий(III) фосфид (ГаП) Оранжевый 590 < λ < 610 2,03 < Δ В < 2,10 Галлий фосфид арсенида (GaAsP) Алюминий фосфид галлия-индия (AlGaInP) Галлий(III) фосфид (ГаП) Желтый 570 < λ < 590 2. 10 < Δ В < 2,18 Галлий арсенидфосфид (GaAsP) Алюминий фосфид галлия-индия (AlGaInP) Галлий(III) фосфид (ГаП) Зеленый 500 < λ < 570 1,9 [70] < Δ В < 4,0 Традиционный зеленый: Галлий(III) фосфид (GaP) Алюминий фосфид галлия-индия (AlGaInP) Алюминий фосфид галлия (AlGaP) Ярко-зеленый: Индий нитрид галлия (InGaN) / Галлий(III) нитрид (GaN) Синий 450 < λ < 500 2,48 < Δ В < 3,7 Селенид цинка (ZnSe) Индий нитрид галлия (InGaN) Кремний карбид (SiC) в качестве подложки Кремний (Si) в качестве подложки — в разработке Фиолетовый 400 < λ < 450 2,76 < Δ В < 4,0 Индий нитрид галлия (InGaN) Фиолетовый Несколько типы 2,48 < Δ В < 3,7 Двойной синие/красные светодиоды, синие с красным люминофором, или белый с фиолетовым пластиком Ультрафиолет λ < 400 3. 1 < Δ В < 4,4 Алмаз (235 нм) [71] Нитрид бора (215 нм) [72] [73] Алюминий нитрид (AlN) (210 нм) [74] Алюминий нитрид галлия (AlGaN) Алюминий-галлий-нитрид-индия (AlGaInN) — до 210 нм [75] Розовый Несколько типы Δ В ~ 3,3 [76] Синий с одним или двумя слоями люминофора: желтый с добавлением красного, оранжевого или розового люминофора, или белые люминофоры с розовым пигментом или красителем поверх. [77] Белый Широкий спектр Δ В = 3,5 Синий/УФ-диод с желтым люминофором   Напряжение Ампер Красный 1,882 0,0021 Зеленый 1,89 0,0021 Желтый             1,819 0,0021 Синий 2,64 0,0021   Обсуждение результатов             красные, зеленые и желтые диоды ведут себя практически одинаково и приводят к похожая кривая dV/dI, в то время как у синего светодиода более крутой спуск и большее напряжение. alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника